特許 7593272 障害物回避装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】障害物回避装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20241126BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021147008

(22)【出願日】2021-09-09

(65)【公開番号】P2023039740

(43)【公開日】2023-03-22

【審査請求日】2023-12-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】中田 翔

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１４０４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８７９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５３３７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／８７

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０６Ｔ ７／００－ ７／９０

Ｇ０６Ｖ １０／００－２０／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律走行体が備えるセンサによって観測された障害物を前記自律走行体に回避させるための障害物回避装置であって、
前記センサの観測結果に基づき、前記自律走行体に対する前記障害物の位置を示す複数の障害物点から構成される障害物点群を導出する障害物点群導出部と、
前記複数の障害物点のうち、導出された前記障害物点群を構成する前記障害物点の少なくとも一部を通過する外縁によって囲まれる領域であって前記障害物点群を構成する前記障害物点の全てが前記領域又は前記外縁上に位置するように規定された前記領域の前記外縁上に位置する前記障害物点を外縁点として導出する外縁導出部と、
前記自律走行体に前記外縁点で示される前記障害物を回避させる回避部と、を備え、
隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔は、前記自律走行体の走行可能幅未満である、障害物回避装置。

【請求項2】

隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔が前記自律走行体の走行可能幅以上である場合に、隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔を前記走行可能幅未満となるように隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上に外縁点を生成する外縁点生成部を備える、請求項１に記載の障害物回避装置。

【請求項3】

前記外縁は、前記外縁導出部によって導出された外縁点の少なくとも一部を頂点とする多角形である、請求項１又は２に記載の障害物回避装置。

【請求項4】

前記外縁は、前記外縁導出部によって導出された前記外縁点を頂点とする凸包である、請求項３に記載の障害物回避装置。

【請求項5】

前記障害物点群導出部は、
前記センサの観測結果に基づき、前記センサの観測領域内の前記障害物の位置を示す観測点群を取得する観測点群取得部と、
前記観測点群取得部によって取得された前記観測点群に基づき、前記観測領域のうち、前記障害物によって遮られる遮蔽領域内に、補助点群を生成する補助点群生成部と、を備え、
前記障害物点群は、前記観測点群と、前記補助点群と、を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の障害物回避装置。

【請求項6】

前記障害物点群は、過去に前記センサによって観測された前記障害物であって、前記自律走行体の移動によって前記センサの観測領域外に位置することとなった前記障害物の位置を示す仮想観測点群を含み、
前記障害物点群導出部は、
前記観測点群取得部によって取得された前記観測点群よりも過去に取得された前記観測点群を過去観測点群とすると、前記過去観測点群の取得から前記観測点群取得部による前記観測点群の取得までの前記自律走行体の移動量を取得する移動量取得部と、
前記過去観測点群を前記移動量だけ移動させることで、前記仮想観測点群を導出する仮想観測点群導出部と、を備える、請求項５に記載の障害物回避装置。

【請求項7】

前記障害物点群導出部は、
過去に生成された前記補助点群を前記移動量だけ移動させることで、前記センサの観測領域外に位置する仮想補助点群を導出する仮想補助点群導出部と、を備え、
前記障害物点群は、前記仮想補助点群を含む、請求項６に記載の障害物回避装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、障害物回避装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、周囲の障害物を観測可能なセンサを備える自律走行体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－０８９７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、センサによって観測された障害物を回避するために、自律走行体に障害物回避装置が搭載される場合がある。障害物回避装置は、センサによって観測された障害物の位置を示す障害物点群を考慮して、自律走行体に障害物を回避させる。このとき、障害物点群を構成する点の数が増えるにつれて、障害物点群を処理する際に障害物回避装置にかかる負荷が大きくなる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する障害物回避装置は、自律走行体が備えるセンサによって観測された障害物を前記自律走行体に回避させるための障害物回避装置であって、前記センサの観測結果に基づき、前記自律走行体に対する前記障害物の位置を示す複数の障害物点から構成される障害物点群を導出する障害物点群導出部と、前記複数の障害物点のうち、導出された前記障害物点群を包含する外縁上に位置する前記障害物点を外縁点として導出する外縁導出部と、前記自律走行体に前記外縁点で示される前記障害物を回避させる回避部と、を備え、隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔は、前記自律走行体の走行可能幅未満である。

【0006】

これによれば、障害物点群を包含する外縁は、障害物点群で示される障害物全体を包含する。外縁は障害物が存在する領域の境界を示す。障害物回避装置は、このような外縁上に配置される外縁点で示される領域を、自律走行体に回避させる。これにより、自律走行体は、外縁点に基づいて、障害物を回避することができる。このとき、例えば外縁の内部に存在する障害物点群は、障害物の回避の際に考慮されない。これにより、自律走行体による障害物の回避の際に、外縁の内部に配置されている障害物点の情報が削減される。したがって、自律走行体による障害物の回避の際に障害物回避装置にかかる負荷を軽減することができる。

【0007】

上記障害物回避装置において、隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔が前記自律走行体の走行可能幅以上である場合に、隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上における間隔を前記走行可能幅未満となるように隣り合う前記外縁点の間の前記外縁上に外縁点を生成する外縁点生成部を備える、ものであってもよい。

【0008】

これによれば、障害物点群から導出される外縁点の間の外縁上における間隔が走行可能幅以上である場合にも、外縁上に外縁点を生成することで、当該間隔が走行可能幅未満となる。したがって、自律走行体が、障害物があるにも関わらず外縁点の間隔が当該走行可能幅以上である領域に向かって回避を行うという不都合の発生を抑制することができる。

【0009】

上記障害物回避装置において、前記外縁は、前記外縁導出部によって導出された外縁点の少なくとも一部を頂点とする多角形である、ものであってもよい。
これによれば、外縁は、隣り合う外縁点同士を結んだ直線となる。そのため、隣り合う２つの外縁点の間に位置する外縁は、隣り合う外縁点の線分として表すことができる。したがって、例えば外縁が、隣り合う外縁点同士を結ぶ曲線で表される場合に比べて、外縁の自由度が小さくなる。そのため、外縁生成部は、外縁上に外縁点を生成する位置を容易に決めることができる。したがって、外縁生成部が外縁点を生成する際に障害物回避装置にかかる計算負荷を軽減することができる。

【0010】

上記障害物回避装置において、前記外縁は、前記外縁導出部によって導出された前記外縁点を頂点とする凸包である、ものであってもよい。
これによれば、障害物を外縁点で表す際に、障害物点群で表される障害物に比べて過剰に大きくなることを抑制することができる。したがって、自律走行体が障害物を回避する際の経路が冗長となることを抑制することができる。

【0011】

上記障害物回避装置において、前記障害物点群導出部は、前記センサの観測結果に基づき、前記センサの観測領域内の前記障害物の位置を示す観測点群を取得する観測点群取得部と、前記観測点群取得部によって取得された前記観測点群に基づき、前記観測領域のうち、前記障害物によって遮られる遮蔽領域内に、補助点群を生成する補助点群生成部と、を備え、前記障害物点群は、前記観測点群と、前記補助点群と、を含む、ものであってもよい。

【0012】

これによれば、センサによって観測された障害物は観測点群として表され、障害物によってセンサが観測できなかった遮蔽領域に存在しうる障害物は補助点群として表される。障害物回避装置は、観測点群及び補助点群を含む障害物点群に基づき外縁点の導出及び生成を行い、当該外縁点で表される障害物を自律走行体に回避させる。したがって、障害物によってセンサが観測できなかった領域に障害物がある可能性を考慮した上で、自律走行体に障害物を回避させることができる。

【0013】

上記障害物回避装置において、前記障害物点群は、過去に前記センサによって観測された前記障害物であって、前記自律走行体の移動によって前記センサの観測領域外に位置することとなった前記障害物の位置を示す仮想観測点群を含み、前記障害物点群導出部は、前記観測点群取得部によって取得された前記観測点群よりも過去に取得された前記観測点群を過去観測点群とすると、前記過去観測点群の取得から前記観測点群取得部による前記観測点群の取得までの前記自律走行体の移動量を取得する移動量取得部と、前記過去観測点群を前記移動量だけ移動させることで、前記仮想観測点群を導出する仮想観測点群導出部と、を備える、ものであってもよい。

【0014】

これによれば、仮想観測点群は、過去に観測された観測点群を自律走行体の移動量だけ移動させることで得られる。仮想観測点群は、過去に観測された観測点群によって示される障害物が、観測点群取得部による観測点群の取得が行われるタイミングでどこに位置するかを示す。したがって、過去に観測された障害物が観測領域外に位置する可能性を考慮した上で、自律走行体に障害物を回避させることができる。

【0015】

上記障害物回避装置において、前記障害物点群導出部は、過去に生成された前記補助点群を前記移動量だけ移動させることで、前記センサの観測領域外に位置する仮想補助点群を導出する仮想補助点群導出部と、を備え、前記障害物点群は、前記仮想補助点群を含む、ものであってもよい。

【0016】

障害物によってセンサの観測が遮られると、自律走行体に対して当該障害物より奥の領域をセンサで観測することが困難となる。そこで、本構成によれば、このような遮蔽領域に補助点群を生成する。過去に生成された補助点群が自律走行体の移動によってセンサの観測領域外に移動することとなった場合、当該補助点群を自律走行体の移動量だけ移動させることで、仮想補助点群が導出される。このようにして導出された仮想補助点群は、センサの観測領域であったにも関わらず障害物によってセンサが観測できなかった領域を示す。障害物点群が仮想補助点群を含むため、自律走行体は回避の際に、仮想補助点群によって表されている領域を避けて回避を行うことができる。障害物によってセンサが観測できなかった領域を避けつつ障害物を回避することができる。したがって、自律走行体が障害物によって遮蔽された領域の物体と接触する可能性を抑制することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、障害物回避装置にかかる負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】自律走行体の平面図である。

【図2】自律走行体のブロック図である。

【図3】障害物回避処理を示すフローチャートである。

【図4】障害物点群導出処理を示すフローチャートである。

【図5】外縁処理を示すフローチャートである。

【図6】外縁処理における点群の推移を示す図である。

【図7】外縁処理における点群の推移を示す図である。

【図8】外縁処理における点群の推移を示す図である。

【図9】外縁処理における点群の推移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜構成＞
以下、障害物回避装置が適用される自律走行体の一実施形態について説明する。
図１に示すように、自律走行体１０は、車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、車両２０に搭載された制御装置３２と、を備える。車両２０は、車体２１と、複数の車輪２２と、を備える。自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車である。本実施形態の自律走行体１０は、全方位に移動可能であり、走行体中心位置Ｐを中心にその場旋回可能に構成されている。

【0020】

本実施形態の車輪２２は、全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸と一体となって回転することに加えて、車軸の軸線方向への移動を許容する車輪である。車輪２２は、４つ設けられている。車輪２２の回転数、及び、回転方向が制御されることで、車両２０は、車体２１の向きを維持した状態での全方向への移動、車体２１の向きを変更しながらの移動、移動しない状態での車体２１の向きの変更が可能である。なお、上記した「全方向」とは、車両２０が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。以下、説明の便宜上、車両２０が走行する面を水平面という。

【0021】

図２に示すように、自律走行体１０は、車輪２２を駆動させる駆動機構４１を備える。駆動機構４１は、車輪２２を回転させるためのモータ４２と、モータ４２を駆動させるモータドライバ４３と、を備える。なお、図示は省略するが、モータ４２、及び、モータドライバ４３は、車輪２２の数と同数設けられる。モータドライバ４３は、制御装置３２からの指令に応じてモータ４２の回転数を制御する。制御装置３２は、モータドライバ４３を介してモータ４２の回転数を制御することで、車両２０の進行方向を制御可能である。

【0022】

次に、センサ３１、及び、制御装置３２について詳細に説明する。
図１に示すように、センサ３１は、観測領域Ａ１内の障害物Ｏｂ１を観測可能に構成されている。本実施形態のセンサ３１は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Transistor）等の撮像素子を含むＲＧＢカメラである。

【0023】

観測領域Ａ１は、センサ３１から観測方向Ｄ１に延びる領域である。観測方向Ｄ１は、水平面に平行な方向である。観測領域Ａ１は、センサ３１から観測方向Ｄ１に向かうにつれて、水平面に平行な方向であって観測方向Ｄ１と垂直な方向に広がる。観測方向Ｄ１は、センサ３１を基準とする観測領域Ａ１の中央を示す。観測領域Ａ１は、水平面内において観測方向Ｄ１から所定の観測角度の範囲に含まれる。観測角度は、例えば観測方向Ｄ１に対して±６０度の範囲である。本実施形態の観測角度は、センサ３１の画角である。センサ３１は、走行体中心位置Ｐから離れた位置であるセンサ位置Ｐｓに搭載されている。以下、説明の便宜上、センサ位置Ｐｓから延びるとともに観測方向Ｄ１とのなす角が上記観測角度となる仮想的な境界線を、観測境界線Ｂ１，Ｂ２という。本実施形態では、水平面内における走行体中心位置Ｐからセンサ位置Ｐｓに向かう方向は、観測方向Ｄ１と一致している。

【0024】

図６に示すように、観測領域Ａ１内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在する場合、観測領域Ａ１は、遮蔽領域Ａ１１と、観測可能領域Ａ１２とにより構成される。
遮蔽領域Ａ１１は、観測領域Ａ１のうち、センサ３１による観測が障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によって遮られる領域である。言い換えれば、遮蔽領域Ａ１１は、例えばセンサ３１を基準とする障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の奥行きなど、センサ３１から見た障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の死角である。例えば、観測領域Ａ１内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在する場合、センサ３１は、当該障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２のうちのセンサ３１と向き合う部分を観測する。しかし、センサ３１は、当該障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２のうち、センサ３１によって観測される部分で遮蔽される領域を観測することができない場合がある。当該障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の部分で遮蔽される領域が、遮蔽領域Ａ１１に相当する。この場合、センサ３１は、遮蔽領域Ａ１１内に位置する可能性がある障害物を観測することができない。なお、遮蔽領域Ａ１１内に位置する可能性がある障害物とは、例えば障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の一部、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２とは異なる障害物である。

【0025】

観測可能領域Ａ１２は、観測領域Ａ１のうちの遮蔽領域Ａ１１以外の領域である。観測可能領域Ａ１２は、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によってセンサ３１の視界が遮られない領域である。観測可能領域Ａ１２は、センサ３１によって障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を直接観測することが可能な領域である。

【0026】

図２に示すように、制御装置３２は、ＣＰＵ３３と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部３４と、補助記憶装置３５と、を備える。記憶部３４には、車両２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置３２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。制御装置３２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。記憶部３４は、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部３４、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。補助記憶装置３５は、書き換え可能な不揮発性メモリである。補助記憶装置３５としては、例えば、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）及びフラッシュメモリを挙げることができる。補助記憶装置３５には、環境地図を示す情報が記憶されている。環境地図とは、自律走行体１０の用いられる環境の形状、広さなど、自律走行体１０の周辺環境の物理的構造に関する情報である。

【0027】

図１に示すように、車両２０を走行させる際には、制御装置３２は、走行経路Ｒを生成する。走行経路Ｒは、車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの経路である。なお、車両２０が直進している場合、観測方向Ｄ１は走行経路Ｒに平行となる。図１では、走行経路Ｒと観測方向Ｄ１とが重なり合っている。走行経路Ｒの生成方法としては、走行可能経路をグリッドマップ化して経路生成を行う方法や、ポテンシャル場を用いたポテンシャル法などを用いることができる。

【0028】

制御装置３２は、車両２０から所定距離離れた走行経路Ｒ上の位置を目標点Ｐｇとし、目標点Ｐｇに向けて走行するように駆動機構４１を制御する。制御装置３２は、センサ３１の観測方向Ｄ１が車両２０の進行方向を向くように車両２０を走行させる。以下、説明の便宜上、観測方向Ｄ１が車両２０の進行方向と一致するように車両２０が走行することを通常走行という。通常走行での車両２０の進行方向は、走行経路Ｒが延びる方向と一致している。

【0029】

制御装置３２は、障害物回避処理を行う。制御装置３２は、障害物回避処理を行うことにより、センサ３１によって観測された障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を自律走行体１０に回避させる。このとき、制御装置３２は、車両２０と障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２とが接触しないように車両２０と障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２との距離を所定値以上に保つ。本実施形態では、第１の障害物Ｏｂ１と第２の障害物Ｏｂ２との間隔は、自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１以上である。自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１とは、自律走行体１０が走行することができる幅である。走行可能幅Ｗ１は、自律走行体１０の水平方向での最大寸法より所定の猶予幅だけ長い。猶予幅は、車両２０と障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２との間で許容できる距離に基づき、ユーザが任意に設定することができる。

【0030】

以下、障害物回避処理の一例について図３及び図４を用いて説明する。障害物回避処理は、車両２０が走行している間に行われる。
図３に示すように、制御装置３２は、ステップＳ１において、障害物点群導出処理を行う。これにより、図６に示すように、制御装置３２は、センサ３１の観測結果に基づき、障害物点群ＰＣｏｂを導出する。障害物点群導出処理は、所定の更新周期で繰り返し行われる。これにより、障害物点群ＰＣｏｂは、更新周期で更新される。ステップＳ１の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の障害物点群導出部に相当する。

【0031】

障害物点群ＰＣｏｂは、自律走行体１０に対する障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す。例えば、障害物点群ＰＣｏｂは、水平面内における自律走行体１０に対する障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の相対座標である。障害物点群ＰＣｏｂは、１又は複数の障害物点Ｐｏｂから構成される。障害物点Ｐｏｂは、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す点である。本実施形態では、障害物点群ＰＣｏｂは、走行体座標で表される点群である。走行体座標は、走行体中心位置Ｐを原点とする２次元座標系で表される。走行体座標では、観測方向Ｄ１に平行な方向をＹ方向、観測方向Ｄ１に垂直な方向をＸ方向とする。ＸＹ平面は、水平面に平行である。本実施形態の障害物点群ＰＣｏｂは、観測点群ＰＣ１と、補助点群ＰＣ２と、仮想観測点群ＰＣｉ１と、仮想補助点群ＰＣｉ２と、を含む。また、本実施形態の障害物点Ｐｏｂは、観測点Ｐ１と、補助点Ｐ２と、仮想観測点Ｐｉ１と、仮想補助点Ｐｉ２と、を含む。

【0032】

観測点群ＰＣ１は、センサ３１の観測領域Ａ１内の障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す。観測点群ＰＣ１は、１又は複数の観測点Ｐ１により構成されている。
補助点群ＰＣ２は、遮蔽領域Ａ１１内に位置する可能性がある障害物の位置を示す。遮蔽領域Ａ１１内に位置する可能性がある障害物とは、例えば障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の一部、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２とは異なる障害物である。補助点群ＰＣ２は、１又は複数の補助点Ｐ２により構成されている。

【0033】

仮想観測点群ＰＣｉ１は、過去にセンサ３１によって観測された障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す。仮想観測点群ＰＣｉ１は、１又は複数の仮想観測点Ｐｉ１により構成されている。

【0034】

仮想補助点群ＰＣｉ２は、過去にセンサ３１の観測結果に基づき導出された遮蔽領域Ａ１１内に位置する可能性がある障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す。仮想補助点群ＰＣｉ２は、１又は複数の仮想補助点Ｐｉ２により構成されている。

【0035】

ここで、ステップＳ１の障害物点群導出処理の詳細について説明する。
図４に示すように、制御装置３２は、ステップＳ１１において、センサ３１の観測結果に基づき観測点群ＰＣ１、及び観測時刻ｔ１を取得する。ステップＳ１１の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の観測点群取得部に相当する。

【0036】

観測時刻ｔ１は、センサ３１の観測結果が得られた時刻である。観測時刻ｔ１は、観測点群ＰＣ１が制御装置３２に取得された時刻であるともいえる。制御装置３２は、ステップＳ１１で取得された観測点群ＰＣ１及び観測時刻ｔ１を、補助記憶装置３５に記憶する。なお、観測時刻ｔ１の取得及び記憶は任意である。

【0037】

走行体座標で表される観測点群ＰＣ１の導出方法の一例について説明する。
制御装置３２は、センサ３１が撮像した画像データを取得する。画像データには、観測領域Ａ１内に配置されている対象が含まれ得る。取得された画像データの各ピクセルには、画像データ上の座標及び深度情報が対応付けられている。画像座標は、例えば当該画像の任意の点を原点とする二次元座標であり、センサ３１に対する各ピクセルに表されている対象の方向を示す。深度情報は、各ピクセルに表されている対象とセンサ３１との間の距離を示す。深度情報は、例えば画像データに対して深度推定を行うことにより得られる。深度推定の具体的態様は任意であるが、例えばＳｆＭ（Structure from Motion）や、畳み込みニューラルネットワーク（CNN：Convolution Neural Network）による機械学習を用いたものが挙げられる。深度情報は、距離センサなどから別途取得したものを用いてもよい。

【0038】

制御装置３２は、取得した画像座標及び深度情報から、各ピクセルに対応するセンサ座標を導出する。センサ座標は、例えばセンサ位置Ｐｓを原点とする３次元座標系である。センサ座標では、観測方向Ｄ１に平行な方向をＹ方向とし、観測方向Ｄ１に垂直な方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向にともに垂直な方向をＺ方向とする。ここでは、Ｘ方向及びＹ方向は、それぞれ水平面に平行な方向であるとする。なお、センサ座標は、センサ位置Ｐｓを原点とする極座標として表されていてもよい。これにより、制御装置３２は、各ピクセルが示す対象のセンサ座標上の点群を導出する。

【0039】

制御装置３２は、導出されたセンサ座標上の点群のＸ座標及びＹ座標に基づき、当該点群の走行体座標への変換を行う。制御装置３２は、当該変換によって得られる点群を、観測点群ＰＣ１として導出する。なお、当該変換により、センサ座標上の点群に含まれるＺ座標は削除される。言い換えれば、当該変換は、３次元のセンサ座標から２次元の走行体座標への射影である。制御装置３２は、導出されたセンサ座標上の点群のうち、Ｚ座標が所定の許容範囲内のもののみを走行体座標に変換してもよい。許容範囲とは、例えば自律走行体１０が走行可能な段の高さや自律走行体１０の車高に基づいて適宜設定すればよい。これにより、例えば自律走行体１０が走行する床や、自律走行体１０が乗り越えられる段差が観測点群ＰＣ１として導出されることが抑制される。

【0040】

以下で説明される各点群は、説明の便宜上、特に明示しない限り、走行体座標系で表されているものとする。
ステップＳ１１が実行された後、ステップＳ１２に進み、制御装置３２は、遮蔽領域Ａ１１内に、補助点群ＰＣ２を生成する。遮蔽領域Ａ１１内には、遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界が含まれる。本実施形態では、補助点群ＰＣ２の少なくとも一部が、遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界に生成される。また、補助点群ＰＣ２の少なくとも一部が、探索領域Ａ２上に配置されている。

【0041】

図１に示すように、探索領域Ａ２は、自律走行体１０の少なくとも一部を含む。探索領域Ａ２は、走行体中心位置Ｐ及びセンサ位置Ｐｓを含む。本実施形態では、探索領域Ａ２は、自律走行体１０の全部を含む。探索領域Ａ２は、矩形状である。探索領域Ａ２の大きさは、予めユーザに設定されたものでもよいし、自律走行体１０の走行状態、例えば走行速度に対応する自律走行体１０の制動距離に基づいて適宜設定されたものでもよい。

【0042】

補助点群ＰＣ２は、複数の補助点Ｐ２によって構成されている。補助点Ｐ２同士の間隔は、自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１未満である。自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１とは、自律走行体１０が走行することができる幅である。走行可能幅Ｗ１は、自律走行体１０の水平方向での最大寸法より所定の猶予幅だけ長い。猶予幅は、車両２０と障害物Ｏｂ１との間で許容可能な距離に基づき、ユーザが任意に設定することができる。なお、補助点群ＰＣ２の導出には、観測点群ＰＣ１が用いられることから、補助点群ＰＣ２は観測時刻ｔ１での遮蔽領域Ａ１１内の障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す点群でもある。ステップＳ１２の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の補助点群生成部に相当する。

【0043】

遮蔽領域Ａ１１内に補助点群ＰＣ２を生成する方法は任意であるが、例えば、制御装置３２は、センサ位置Ｐｓと観測点Ｐ１とを結ぶ直線上において、センサ位置Ｐｓに対して観測点Ｐ１より離れた位置に補助点Ｐ２を生成すればよい。なお、制御装置３２は、観測点群ＰＣ１に基づき遮蔽領域Ａ１１を導出し、導出した遮蔽領域Ａ１１内の任意の位置に補助点Ｐ２を配置することで、補助点群ＰＣ２を生成してもよい。特に、本実施形態では、補助点群ＰＣ２を生成する際に、制御装置３２は、観測方向Ｄ１を基準として、センサ位置Ｐｓから観測点Ｐ１に向かう方向の角度が最も大きい観測点Ｐ１を選択する。センサ位置Ｐｓと当該選択された観測点Ｐ１とを結ぶ直線上において、センサ位置Ｐｓに対して観測点Ｐ１より離れた位置に補助点Ｐ２を生成する。これにより、制御装置３２は、遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界に、補助点群ＰＣ２を生成することができる。遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界に生成された補助点Ｐ２同士の距離は、自律走行体１０の走行可能幅未満の任意の値である。

【0044】

次にステップＳ１３に進み、制御装置３２は、過去観測点群、過去補助点群、及び過去観測時刻ｔ２を取得する。過去観測点群は、ステップＳ１１で取得された観測点群ＰＣ１よりも過去に取得された観測点群ＰＣ１である。過去補助点群は、ステップＳ１２で生成された補助点群ＰＣ２よりも過去に生成された補助点群ＰＣ２である。過去観測時刻ｔ２は、過去のステップＳ１１において観測点群ＰＣ１の取得が行われた時刻である。本実施形態では、及び過去観測時刻ｔ２は、過去のステップＳ１２において補助点群ＰＣ２の生成が行われた時刻でもある。

【0045】

本実施形態では、前回の更新周期で行われた障害物点群導出処理で補助記憶装置３５に記憶された観測点群ＰＣ１、補助点群ＰＣ２、及び観測時刻ｔ１を、それぞれ過去観測点群、過去補助点群、及び過去観測時刻ｔ２として取得する。

【0046】

制御装置３２は、ステップＳ１３での過去観測点群の取得からステップＳ１１での観測点群ＰＣ１の取得までの自律走行体１０の移動量δを取得する。移動量δは、自律走行体１０の進行方向及び進行距離を含む。本実施形態では、移動量δは、過去観測時刻ｔ２から観測時刻ｔ１までの、絶対座標系における走行体中心位置Ｐの変化である。絶対座標系は、車輪２２が接している地面が静止してみえる座標系である。

【0047】

移動量δの取得方法は任意であるが、例えば制御装置３２は、オドメトリを用いて、車輪２２の回転量やモータ４２の回転量から、自律走行体１０の走行距離及び走行方向を推定する。制御装置３２は、推定された自律走行体１０の走行距離及び走行方向から、移動量δを取得する。なお、制御装置３２は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）を用いて移動量δを導出してもよい。ステップＳ１４の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の移動量取得部に相当する。

【0048】

次に、ステップＳ１５に進み、制御装置３２は、過去観測点群及び過去補助点群を移動量δだけ移動させることで、仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２を導出する。特に、制御装置３２は、過去観測点群のうち他の過去観測点群との距離が省略距離以上かつ走行可能幅Ｗ１未満の過去観測点群を移動させる。省略距離は、制御装置３２が把握する障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の解像度を示す。省略距離は、例えば障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の観測精度に基づいて任意に設定可能である。ステップＳ１５の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の仮想観測点群導出部及び仮想補助点群導出部に相当する。

【0049】

本実施形態では、制御装置３２は、前回の更新周期における過去観測点群、すなわちステップＳ１３で取得した過去観測点群のうち他の過去観測点群との距離が省略可能距離以上かつ走行可能幅Ｗ１未満のものを選択する。制御装置３２は、当該選択された過去観測点群を、ステップＳ１４で取得した移動量δだけ平行移動させることで、仮想観測点群ＰＣｉ１を導出する。

【0050】

上述したように、過去観測時刻ｔ２から観測時刻ｔ１までに、走行体中心位置Ｐは移動量δだけ移動している。そのため、過去観測時刻ｔ２で得られた過去観測点群で示される障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２は、走行体中心位置Ｐの移動した方向、すなわち自律走行体１０の走行方向と反対方向に、走行体中心位置Ｐの移動距離と同じ距離だけ移動している。

【0051】

そのため、仮想観測点群ＰＣｉ１は、過去の観測点群ＰＣ１から移動量δだけ移動した位置にある。詳細には、仮想観測点群ＰＣｉ１は、過去の観測点群ＰＣ１から、走行体中心位置Ｐの移動方向と反対方向に、走行体中心位置Ｐの移動距離と同じ距離だけ移動した位置にある。同様に、仮想補助点群ＰＣｉ２は、過去の補助点群ＰＣ２から移動量δだけ移動した位置にある。そのため、過去観測点群を移動量δだけ平行移動した点群は、観測時刻ｔ１における障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を表す仮想観測点群ＰＣｉ１となる。

【0052】

ここで、自律走行体１０の移動によって、過去観測時刻ｔ２では観測領域Ａ１内に位置していた障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が観測時刻ｔ１では観測領域Ａ１外に位置していることがある。この場合、仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２は、観測領域Ａ１外に位置する。したがって、仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２は、観測領域Ａ１外に位置する障害物の位置を示す。

【0053】

次にステップＳ１６に進み、制御装置３２は、観測領域Ａ１内の仮想観測点群ＰＣｉ１と、観測領域Ａ１内の仮想補助点群ＰＣｉ２と、を除去する。言い換えれば、制御装置３２は、観測領域Ａ１外の仮想観測点群ＰＣｉ１と観測領域Ａ１外の仮想補助点群ＰＣｉ２を障害物点群ＰＣｏｂとして残す。仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２が観測領域Ａ１内であるか否かは、仮想観測点Ｐｉ１及び仮想補助点Ｐｉ２のセンサ位置Ｐｓに対する水平面内の方向と観測方向Ｄ１とのなす角の角度が、それぞれ観測方向Ｄ１から観測角度の範囲内か否かによって判定可能である。当該角度が観測角度の範囲内の場合、制御装置３２は仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２が観測領域Ａ１内であると判定する。一方、当該角度が観測角度の範囲外の場合、制御装置３２は仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２が観測領域Ａ１外であると判定する。ステップＳ１６で除去されずに残った仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２は、観測領域Ａ１外に位置する。そのため、当該仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２は、自律走行体１０の移動によってセンサ３１の観測領域Ａ１外に位置することとなった障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す。ステップＳ１６の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の補助点群削除部に相当する。

【0054】

次にステップＳ１７に進み、制御装置３２は、観測可能領域Ａ１２内の補助点群ＰＣ２及び仮想補助点群ＰＣｉ２を除去する。なお、本実施形態では、観測可能領域Ａ１２内の仮想補助点群ＰＣｉ２はステップＳ１６で除去されている。

【0055】

次にステップＳ１８に進み、制御装置３２は、探索領域Ａ２外に位置する観測点群ＰＣ１、仮想観測点群ＰＣｉ１、補助点群ＰＣ２、及び仮想補助点群ＰＣｉ２を除去する。
図４に示すように、次にステップＳ１９に進み、制御装置３２は、ステップＳ１１からステップＳ１５までの処理で取得又は導出された観測点群ＰＣ１、補助点群ＰＣ２、仮想観測点群ＰＣｉ１、及び仮想補助点群ＰＣｉ２のうち、ステップＳ１６からステップＳ１８までの処理で除去されずに残っているものを障害物点群ＰＣｏｂとして導出する。言い換えれば、制御装置３２は、観測領域Ａ１内の観測点群ＰＣ１、観測領域Ａ１内の補助点群ＰＣ２、観測領域Ａ１外の仮想観測点群ＰＣｉ１、及び観測領域Ａ１外の仮想補助点群ＰＣｉ２のうち、探索領域Ａ２内に位置するものを、障害物点群ＰＣｏｂとして導出する。

【0056】

制御装置３２は、障害物点群ＰＣｏｂとして導出された観測点群ＰＣ１及び仮想観測点群ＰＣｉ１を過去観測点群として、補助点群ＰＣ２及び仮想補助点群ＰＣｉ２を過去補助点群として、観測時刻ｔ１を過去観測時刻ｔ２として、それぞれ補助記憶装置３５に記憶することで、前回の更新周期の障害物点群ＰＣｏｂを更新する。ステップＳ１９の処理の終了後、制御装置３２は、障害物点群導出処理を終了する。

【0057】

ステップＳ１の障害物点群導出処理の終了後、ステップＳ２に進み、制御装置３２は、外縁処理を実行し、障害物点群ＰＣｏｂから、外縁Ｅ１，Ｅ２を構成する外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を導出する。

【0058】

ここで、ステップＳ２にて行われる外縁処理の詳細について説明する。以下の説明では、図６に示すように、ステップＳ１の処理が終了した段階で、障害物点群ＰＣｏｂが導出されているものとする。

【0059】

図５に示すように、まずステップＳ２１において、制御装置３２は、ステップＳ１で導出された障害物点群ＰＣｏｂのクラスタリングを行う。これにより、制御装置３２は、各障害物点Ｐｏｂがどの障害物の位置を示すものかを分類する。

【0060】

制御装置３２は、各障害物点Ｐｏｂの間の類似度に基づいて、各障害物点Ｐｏｂのクラスタリングを行う。類似度は、例えば障害物点Ｐｏｂ同士の間隔である。当該間隔は、走行可能幅Ｗ１との比較が可能であれば、マンハッタン距離、ユークリッド距離、コサイン距離など任意の形式で表現可能である。制御装置３２は、２つの障害物点Ｐｏｂの間隔が走行可能幅Ｗ１未満である場合、２つの障害物点Ｐｏｂを同一の障害物点群に分類する。一方、制御装置３２は、２つの障害物点Ｐｏｂの間隔が走行可能幅Ｗ１以上である場合、２つの障害物点Ｐｏｂを異なる障害物点群に分類する。クラスタリングを行うための具体的アルゴリズムは任意であるが、例えば群平均法、ウォード法、最短距離法、最長距離法などが挙げられる。

【0061】

図６及び図７に示すように、本実施形態では、上記クラスタリングの結果、障害物点群ＰＣｏｂが２つの障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２に分類される。第１の障害物点群ＰＣｏｂ１は、第１の障害物Ｏｂ１の位置を示す。第２の障害物点群ＰＣｏｂ２は、第２の障害物Ｏｂ２の位置を示す。なお、上記クラスタリングは、２つの障害物に限らず任意の数の障害物に対して適用可能である。

【0062】

なお、制御装置３２は、ステップＳ２１で導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の各々が観測点群ＰＣ１、仮想観測点群ＰＣｉ１、補助点群ＰＣ２、及び仮想補助点群ＰＣｉ２のうちのいずれを由来とするものかを記憶していてもよい。この場合、制御装置３２は、次回の障害物点群導出処理において、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を、その由来となっている点群と同様に取り扱う。

【0063】

図５に示すように、次にステップＳ２２に進み、各障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２を構成する障害物点Ｐｏｂの中から、外縁Ｅ１，Ｅ２を構成する外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を導出する。これにより、図７に示すような外縁Ｅ１，Ｅ２及び外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２が得られる。ステップＳ２２の処理を実行する制御装置３２が、本実施形態の外縁導出部に相当する。本実施形態の外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２は、それぞれ障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２の一部である。

【0064】

第１の外縁Ｅ１は、第１の障害物点群ＰＣｏｂ１を包含する領域の外縁を規定する。ある領域の外縁が点群を包含する、とは、点群を構成する点の全てが、当該領域又は当該領域の外縁上に位置することをいう。例えば、第１の外縁Ｅ１が第１の障害物点群ＰＣｏｂ１を包含する場合には、第１の障害物点Ｐｏｂ１の少なくとも一部が第１の外縁Ｅ１上に位置している場合が含まれる。第１の外縁Ｅ１は、第１の外縁点Ｐｅ１を頂点とする多角形である。本実施形態では、第１の外縁Ｅ１は、第１の障害物点群ＰＣｏｂ１の凸包である。なお、凸包とは、与えられた点を全て包含する最小の凸多角形である。凸多角形とは、全ての内角が１８０度以下となる多角形である。

【0065】

第２の外縁Ｅ２は、第２の障害物点群ＰＣｏｂ２を包含する領域の外縁を規定する。第２の外縁Ｅ２が第２の障害物点群ＰＣｏｂ２を包含する場合には、第２の障害物点Ｐｏｂ２の少なくとも一部が第２の外縁Ｅ２上に位置している場合が含まれる。第２の外縁Ｅ２は、第２の外縁点Ｐｅ２を頂点とする多角形である。第２の外縁Ｅ２は、第２の外縁点Ｐｅ２を頂点とする多角形である。本実施形態では、第２の外縁Ｅ２は、第２の障害物点群ＰＣｏｂ２の凸包である。

【0066】

ここで、第１の外縁点Ｐｅ１の導出方法、言い換えれば凸包となる第１の外縁Ｅ１の構成方法の一例について説明する。
まず、制御装置３２は、第１の障害物点群ＰＣｏｂ１を構成する第１の障害物点Ｐｏｂ１のなかから、Ｙ座標が最小のものを選択する。次に、当該障害物点Ｐｏｂ１を基準として偏角が最小となる第１の障害物点Ｐｏｂ１を選択する。制御装置３２は、逐次、選択された第１の障害物点Ｐｏｂ１を原点としてＸ軸の正の方向を基準とする偏角が最小となる第１の障害物点Ｐｏｂ１を選択すればよい。このように選択された障害物点Ｐｏｂ１が、第１の外縁点Ｐｅ１を構成する。制御装置３２は、第１の外縁Ｅ１を、選択された順に並ぶ第１の外縁点Ｐｅ１の点列として記憶する。これにより、制御装置３２は、点列の順序に基づき、第１の外縁Ｅ１上において隣り合う第１の外縁点Ｐｅ１を把握することができる。制御装置３２は、第２の障害物点群ＰＣｏｂ２に対して上記方法を適用することにより第２の障害物点群ＰＣｏｂ２から第２の外縁Ｅ２及び第２の外縁点Ｐｅ２を得ることができる。

【0067】

なお、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の導出方法、言い換えれば凸包の構成方法の具体的態様は上記のものに限らず任意であり、例えば逐次構成法、分割統治法、Ｑｕｉｃｋｈｕｌｌ法、グラハムスキャン、ギフト包装法、などが挙げられる。

【0068】

本実施形態では、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の一部は、遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界に生成された補助点Ｐ２により構成される。これにより、遮蔽領域Ａ１１と観測可能領域Ａ１２との境界が外縁Ｅ１，Ｅ２に包含される。そのため、外縁Ｅ１，Ｅ２を用いて障害物が存在しうる領域をより正確に表現することができる。

【0069】

図５に示すように、次にステップＳ２３に進み、制御装置３２は、外縁Ｅ１，Ｅ２の内部に含まれる障害物点群ＰＣｏｂを除去する。外縁Ｅ１，Ｅ２の内部とは、外縁Ｅ１，Ｅ２によって囲まれている領域であって、外縁Ｅ１，Ｅ２と一致する領域を含まない。言い換えれば、外縁Ｅ１，Ｅ２の内部とは、外縁Ｅ１，Ｅ２によって囲まれている開集合である。

【0070】

図８に示すように、ステップＳ２３の処理が実行されることにより、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２以外の障害物点Ｐｏｂが除去される。言い換えれば、外縁Ｅ１，Ｅ２上の外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２のみが残る。第１の障害物点群ＰＣｏｂ１は第１の外縁点Ｐｅ１により、第２の障害物点群ＰＣｏｂ２は第２の外縁点Ｐｅ２により、それぞれ構成されることとなる。

【0071】

図５に示すように、次にステップＳ２４に進み、制御装置３２は、第１の外縁Ｅ１上で隣り合う第１の外縁点Ｐｅ１の間隔が走行可能幅Ｗ１以上となる領域が存在するか否かを判定する。本実施形態では、走行可能幅Ｗ１に対する第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔の比が１以上か否かによって判定を行う。なお、判定方法はこれに限らず任意であり、走行可能幅Ｗ１と第１の外縁点Ｐｅ１との差を用いて行われるものでもよい。制御装置３２は、第２の外縁点Ｐｅ２に対しても同様の判定を行う。

【0072】

ステップＳ２４における判定結果が否定の場合、すなわち、全ての第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔及び第２の外縁点Ｐｅ２同士の間隔が走行可能幅Ｗ１未満である場合には、外縁処理を終了する。

【0073】

一方、ステップＳ２４における判定結果が肯定の場合、すなわち、外縁Ｅ１，Ｅ２上に、第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔又は第２の外縁点Ｐｅ２同士の間隔が走行可能幅Ｗ１以上となる領域が存在する場合、制御装置３２は、ステップＳ２５に進む。

【0074】

ステップＳ２５において、制御装置３２は、当該外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の外縁Ｅ１，Ｅ２上の間隔が走行可能幅Ｗ１以上となる外縁Ｅ１，Ｅ２上の領域に、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を生成する。これにより、図９に示すように、当該領域上における第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔及び第２の外縁点Ｐｅ２同士の間隔が、走行可能幅Ｗ１未満となる。以下、説明の便宜上、ステップＳ２５で生成される外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を、追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎということがある。なお、ステップＳ２５で生成される外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２は、ステップＳ２２で導出されたものとは異なっていってもよい。言い換えれば、ステップＳ２５で生成される外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２は、ステップＳ１で導出された障害物点Ｐｏｂ１，Ｐｏｂ２に含まれていたものでなくてもよい。ステップＳ２５の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の外縁点生成部に相当する。

【0075】

ここで、ステップＳ２５における追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎを生成する方法の一例を説明する。以下、説明の便宜上、第１の追加外縁点Ｐｅ１ｎについてのみ説明するが、以下に示す方法は、第２の追加外縁点Ｐｅ２ｎについても同様に適用可能である。

【0076】

まず、制御装置３２は、走行可能幅Ｗ１に対する第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔の比を導出する。当該比としては、ステップＳ２４の判定で導出されたものを用いればよい。ステップＳ２４での判定結果が肯定のため、当該比は１以上の値をとる。次に、当該比の小数点以下の値を切り捨てる。これにより、当該比が１以上の自然数の値をとる。自然数で表される当該比は、外縁Ｅ１，Ｅ２の当該領域上に新たに生成する必要がある第１の外縁点Ｐｅ１の数を示す。以下、説明の便宜上、自然数で表される当該比を生成数Ｎという。制御装置３２は、当該領域の両端に位置する第１の外縁点Ｐｅ１の間に、第１の追加外縁点Ｐｅ１ｎを生成数Ｎだけ等間隔に生成する。なお、第１の追加外縁点Ｐｅ１ｎの位置は、当該領域において隣接する第１の外縁点Ｐｅ１及び第１の追加外縁点Ｐｅ１ｎ同士の間隔が走行可能幅Ｗ１未満であれば任意である。

【0077】

そして、制御装置３２は、ステップＳ２５の処理の実行後、外縁処理を終了し、ステップＳ３に進む。
図３に示すように、ステップＳ３において、制御装置３２は、ステップＳ２で導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２に基づき、探索領域Ａ２内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在するか否かを判定する。ステップＳ２で導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２は、ステップＳ２２で導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２と、ステップＳ２５で生成された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２、すなわち追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎと、を含む。判定方法は任意であるが、例えば探索領域Ａ２内に外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２が含まれているか否かを判定する。ステップＳ３の判定結果が否定、すなわち探索領域Ａ２内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在しないと判定された場合、ステップＳ４に進み、制御装置３２は自律走行体１０に通常走行を継続させ、障害物回避処理を終了する。一方、ステップＳ３の判定結果が肯定、すなわち探索領域Ａ２内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在すると判定された場合、ステップＳ５に進む。

【0078】

制御装置３２は、ステップＳ５において、自律走行体１０に回避走行を行わせることで、自律走行体１０に障害物点群ＰＣｏｂによって示される障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避させる。回避走行とは、ステップＳ３で存在すると判定された障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避することができる方向への走行である。回避走行の一例として、制御装置３２は外縁Ｅ１，Ｅ２の位置に基づき走行方向の決定を行う。制御装置３２は、探索領域Ａ２内に外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間隔が走行可能幅Ｗ１以上の領域があるか否かを探索する。制御装置３２は、当該走行可能幅Ｗ１以上の領域のうち、走行体中心位置Ｐから当該領域に向かう方向と最も走行経路Ｒの向かう方向との角度が最も小さい方向を、自律走行体１０の走行方向に決定する。その後、制御装置３２は、当該走行方向に自律走行体１０を走行させる。言い換えれば、制御装置３２は、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間隔が走行可能幅Ｗ１未満となっている領域を自律走行体１０に迂回させることで、自律走行体１０に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避させる。ステップＳ５の処理を実行する制御装置３２が本実施形態の回避部に相当する。

【0079】

ステップＳ５の処理を実行してから所定の更新期間の経過後、制御装置３２は、ステップＳ１に戻り、再度、障害物点群導出処理を行う。これにより、制御装置３２は、更新期間の経過ごとに障害物点群ＰＣｏｂを導出し、導出された障害物点群ＰＣｏｂに基づき外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を導出する。

【0080】

なお、回避走行の結果、探索領域Ａ２内に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在しないと判断された場合、ステップＳ３での判定結果が否定となるため、制御装置３２は、自律走行体１０に通常走行を行わせる。

【0081】

＜作用＞
以下、本実施形態の作用について説明する。
ステップＳ２２の処理が実行されることにより、外縁Ｅ１，Ｅ２上の外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間隔が、走行可能幅Ｗ１以上となることがある。そのため、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間隔が走行可能幅Ｗ１以上の領域に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在するおそれがある。このような外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２に基づき、ステップＳ３の判定が行われると、制御装置３２は、自律走行体１０を障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２に向けて走行させるおそれがある。

【0082】

そこで、ステップＳ２４の処理が行われることにより、第１の外縁Ｅ１上での第１の外縁点Ｐｅ１同士の間隔、及び第２の外縁Ｅ２上での第２の外縁点Ｐｅ２同士の間隔は、外縁Ｅ１，Ｅ２の全領域において走行可能幅Ｗ１未満となる。そのため、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在する可能性がある領域が、走行可能幅Ｗ１未満の間隔で配置された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２で構成される外縁Ｅ１，Ｅ２で囲われる。

【0083】

＜効果＞
以下、本実施形態の効果について説明する。
（１）制御装置３２は、センサ３１の観測結果に基づき、自律走行体１０に対する障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す複数の障害物点Ｐｏｂから構成される障害物点群ＰＣｏｂを導出するステップＳ１の処理を実行する。次に、制御装置３２は、ステップＳ１で導出された複数の障害物点Ｐｏｂのうち、ステップＳ１で導出された障害物点群ＰＣｏｂを包含する外縁Ｅ１，Ｅ２上に位置する障害物点Ｐｏｂを外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２として導出するステップＳ２２の処理を実行する。隣り合う外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の外縁Ｅ１，Ｅ２上における間隔は、自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１未満である。

【0084】

これによれば、障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２を包含する外縁Ｅ１，Ｅ２は、障害物点群ＰＣｏｂで示される障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２全体を包含する。外縁Ｅ１，Ｅ２は、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在する領域の境界を示す。制御装置３２は、このような外縁Ｅ１，Ｅ２上に配置される外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２で示される領域を、自律走行体１０に回避させる。これにより、自律走行体１０は、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２に基づき障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避することができる。

【0085】

このとき、例えば外縁Ｅ１，Ｅ２の内部に存在する障害物点群ＰＣｏｂは、自律走行体１０による障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の回避の際に考慮されない。これにより、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の回避の際に、外縁Ｅ１，Ｅ２の内部に配置されている障害物点Ｐｏｂの情報が削減される。したがって、自律走行体１０による障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の回避の際に制御装置３２にかかる負荷を軽減することができる。

【0086】

（２）制御装置３２は、ステップＳ２４の判定結果が肯定の場合、すなわち隣り合う外縁Ｅ１，Ｅ２の間の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上における間隔が自律走行体１０の走行可能幅Ｗ１未満である場合に、隣り合う外縁Ｅ１，Ｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２に新たに追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎを生成することで、隣り合う外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上における間隔を走行可能幅Ｗ１未満にするステップＳ２５の処理を実行する。

【0087】

これによれば、障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２から導出される外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上における間隔が走行可能幅Ｗ１以上である場合にも、外縁Ｅ１，Ｅ２上に外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を生成することで、当該間隔が走行可能幅Ｗ１未満となる。したがって、自律走行体１０が障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２があるにも関わらず外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間隔が当該走行可能幅Ｗ１以上である領域に向かって回避を行うという不都合の発生を抑制することができる。

【0088】

（３）外縁Ｅ１，Ｅ２は、ステップＳ２２の処理を実行することによって導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２を頂点とする多角形である。
これによれば、外縁Ｅ１，Ｅ２は、隣り合う外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２同士を結んだ直線となる。そのため、隣り合う２つの外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間に位置する外縁Ｅ１，Ｅ２は、隣り合う外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の線分として表すことができる。したがって、例えば外縁Ｅ１，Ｅ２が隣り合う外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２同士を結ぶ曲線で表される場合に比べて、外縁Ｅ１，Ｅ２の自由度が小さくなる。そのため、制御装置３２は、外縁Ｅ１，Ｅ２上に新たな外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２、すなわち追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎ、を生成する位置を容易に決めることができる。したがって、追加外縁点Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎを生成する際に制御装置３２にかかる計算負荷を軽減することができる。

【0089】

（４）外縁Ｅ１，Ｅ２は、ステップＳ２２で導出された外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２のそれぞれを頂点とする凸包である。
これによれば、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２で表す際に、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が障害物点群ＰＣｏｂで表される場合に比べて過剰に大きくなることを抑制することができる。したがって、自律走行体１０が障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避する際の経路が冗長となることを抑制することができる。

【0090】

（５）制御装置３２は、ステップＳ１１の処理を実行することにより、センサ３１の観測結果に基づきセンサ３１の観測領域Ａ１内の障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２の位置を示す観測点群ＰＣ１を取得する。次に、制御装置３２は、ステップＳ１２の処理を実行することにより、ステップＳ１１で取得された観測点群ＰＣ１に基づき、観測領域Ａ１のうち、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によって遮られる遮蔽領域Ａ１１内に、補助点群ＰＣ２を生成する。そして、障害物点群ＰＣｏｂは、観測点群ＰＣ１と、補助点群ＰＣ２と、を含む。

【0091】

これによれば、センサ３１によって観測された障害物は観測点群ＰＣ１として表され、遮蔽領域Ａ１１に存在しうる障害物は補助点群ＰＣ２として表される。制御装置３２は、観測点群ＰＣ１及び補助点群ＰＣ２を含む障害物点群ＰＣｏｂに基づき外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の導出及び生成を行い、当該外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２で表される障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を自律走行体１０に回避させる。したがって、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によってセンサ３１が観測できなかった領域に障害物がある可能性を考慮した上で、自律走行体１０に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避させることができる。

【0092】

（６）ステップＳ１１で取得された観測点群ＰＣ１よりも過去に取得された観測点群ＰＣ１を過去観測点群とすると、制御装置３２は、ステップＳ１４の処理を実行することにより、過去観測点群の取得が行われた過去観測時刻ｔ２からステップＳ１１での観測点群ＰＣ１の取得が行われる観測時刻ｔ１までの自律走行体１０の移動量δを取得する。次に、制御装置３２は、ステップＳ１５の処理を実行することにより、過去観測点群を移動量δだけ移動させることで、仮想観測点群ＰＣｉ１を導出する。そして、障害物点群ＰＣｏｂは、仮想観測点群ＰＣｉ１を含む。

【0093】

これによれば、仮想観測点群ＰＣｉ１は、過去に観測された観測点群ＰＣ１を自律走行体１０の移動量δだけ移動させることで得られる。仮想観測点群ＰＣｉ１は、過去に観測された観測点群ＰＣ１によって示される障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が、ステップＳ１１での観測点群ＰＣ１の取得が行われるタイミングでどこに位置するかを示す。したがって、過去に観測された障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が観測領域Ａ１外に位置する可能性を考慮した上で、自律走行体１０に障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避させることができる。

【0094】

（７）制御装置３２は、障害物点群導出処理において、ステップＳ１１で取得された観測点群ＰＣ１に基づき、過去に生成された補助点群ＰＣ２である過去補助点群を移動量δだけ移動させることで、観測領域Ａ１外に位置する仮想補助点群ＰＣｉ２を導出するステップＳ１５の処理と、を実行する。そして、障害物点群ＰＣｏｂは、上記仮想補助点群ＰＣｉ２を含む。

【0095】

障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によってセンサ３１の観測が遮られると、自律走行体１０に対して当該障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２より奥の領域をセンサ３１で観測することが困難となる。そこで、本構成によれば、このような遮蔽領域Ａ１１に補助点群ＰＣ２を生成する。過去に生成された補助点群ＰＣ２が自律走行体１０の移動によってセンサ３１の観測領域Ａ１外に移動することとなった場合、当該補助点群ＰＣ２を自律走行体１０の移動量δだけ移動させることで、仮想補助点群ＰＣｉ２が導出される。このようにして導出された仮想補助点群ＰＣｉ２は、センサ３１の観測領域Ａ１であったにも関わらず障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によってセンサ３１が観測できなかった領域を示す。障害物点群ＰＣｏｂが仮想補助点群ＰＣｉ２を含むため、自律走行体１０は回避の際に、仮想補助点群ＰＣｉ２によって表されている領域を避けて回避を行うことができる。障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によってセンサ３１が観測できなかった領域を避けつつ障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２を回避することができる。したがって、自律走行体１０が障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２によって遮蔽された領域の物体と接触する可能性を抑制することができる。

【0096】

＜変形例＞
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0097】

・ステップＳ１８において探索領域Ａ２外の仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２が削除されることに伴い、外縁Ｅ１，Ｅ２が変化する。この場合、障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在しうる領域が、外縁Ｅ１，Ｅ２の外に位置するおそれがある。そのため、ステップＳ１５で導出された仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２の少なくとも一部が探索領域Ａ２に位置する場合、制御装置３２は、当該探索領域Ａ２外に位置する仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２を探索領域Ａ２上の点として表現してもよい。例えば制御装置３２は、過去観測点群及び過去補助点群と移動量δに基づき仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２の移動経路を補完することで、探索領域Ａ２上の仮想観測点群ＰＣｉ１及び仮想補助点群ＰＣｉ２を導出してもよい。

【0098】

これにより、ステップＳ１８の処理が行われた前後における外縁Ｅ１，Ｅ２の変化が小さくなるため、外縁Ｅ１，Ｅ２が障害物Ｏｂ１，Ｏｂ２が存在しうる領域をより正確に包含することができる。したがって、自律走行体１０の障害物回避性能のさらなる向上を図ることができる。

【0099】

・探索領域Ａ２は任意に設定可能であり、探索領域Ａ２の形状としては、矩形又は台形等の多角形、円形、半円形など、任意の閉領域を採用することができる。
・制御装置３２は、探索領域Ａ２外に障害物点群ＰＣｏｂが存在する場合にも自律走行体１０に回避走行を行わせてもよい。これに伴い、制御装置３２は、探索領域Ａ２外の各点群ＰＣ１，ＰＣｉ１，ＰＣ２，ＰＣｉ２を除去するステップＳ１８の処理を省略してもよい。この場合、探索領域Ａ２は設定されていなくてもよい。

【0100】

・制御装置３２は、ステップＳ１５で仮想観測点群ＰＣｉ１を導出する際に、過去観測点群の一部に限らず全部を用いてもよい。また、制御装置３２は、ステップＳ１５で導出される仮想観測点群ＰＣｉ１を仮想観測点Ｐｉ１同士の間隔は任意である。

【0101】

・制御装置３２は、観測可能領域Ａ１２内の補助点群ＰＣ２及び仮想補助点群ＰＣｉ２を削除するステップＳ１５の処理を省略してもよい。
・制御装置３２は、遮蔽領域Ａ１１内に補助点群ＰＣ２を生成するステップＳ１３の処理を省略してもよい。

【0102】

・制御装置３２は、ステップＳ２２の処理を実行することにより外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上の間隔が走行可能幅Ｗ１未満となれば、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の導出方法は任意である。例えば制御装置３２は、ステップＳ２５の処理を省略してもよい。例えば、ステップＳ２２の処理の結果、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上の間隔が走行可能幅Ｗ１以上となる場合、制御装置３２は、外縁Ｅ１，Ｅ２から所定の距離内にある障害物点Ｐｏｂ１，Ｐｏｂ２が外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２となるように外縁Ｅ１，Ｅ２を変更してもよい。制御装置３２は、外縁点Ｐｅ１，Ｐｅ２の間の外縁Ｅ１，Ｅ２上の間隔が走行可能幅Ｗ１未満となるまで、上記処理を繰り返せばよい。

【0103】

・障害物点群ＰＣｏｂの具体的態様は任意であり、補助点群ＰＣ２、仮想観測点群ＰＣｉ１、又は仮想補助点群ＰＣｉ２を含んでいなくてもよい。障害物点群ＰＣｏｂは、観測点群ＰＣ１を含んでいることが好ましいがこれに限られない。

【0104】

・外縁Ｅ１，Ｅ２の形状は、凸包等の多角形でなくともよく、直線及び曲線の少なくとも一方を含む任意の形状を採用することができる。例えば、外縁Ｅ１，Ｅ２は、障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２を包含する円、具体的には、障害物点群ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２の最小包含円であってもよい。

【0105】

・自律走行体１０に対する障害物Ｏｂ１の相対座標を測定可能であれば、センサ３１の具体的態様は任意である。例えば、センサ３１として、複数の超音波センサを用いてもよい。超音波センサは、超音波を照射することで距離を測定可能である。超音波センサは、互いに間隔を空けて車体２１に搭載される。制御装置３２は、各超音波センサが観測する反射波の強度に基づき、障害物Ｏｂ１の距離及び角度、すなわち、障害物Ｏｂ１の相対座標を取得することができる。別例として、センサ３１は、ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging、レーザーレンジファインダ、ＴｏＦ：Time of Flightカメラ等のように対象との距離及び角度を観測可能なものであってもよい。

【0106】

・ステップＳ１１での観測点群ＰＣ１の取得方法は任意である。制御装置３２は、例えばセンサ３１がＬＩＤＡＲから得られる点群を適切な座標系に変換することで取得してもよい。

【0107】

・走行体中心位置Ｐとセンサ位置Ｐｓは、一致していてもよい。
・自律走行体１０の具体的態様は任意である。例えば車輪２２として、全方向移動車輪に限らず任意の車輪を採用できる。車輪２２の数は４つに限らず任意である。

【符号の説明】

【0108】

１０…自律走行体、３１…センサ、３２…制御装置、Ａ１…観測領域、Ａ１１…遮蔽領域、Ｅ１，Ｅ２…外縁、Ｏｂ１，Ｏｂ２…障害物、ＰＣ１…観測点群、ＰＣ２…補助点群、ＰＣｉ１…仮想観測点群、ＰＣｉ２…仮想補助点群、ＰＣｏｂ，ＰＣｏｂ１，ＰＣｏｂ２…障害物点群、Ｐｅ１，Ｐｅ２…外縁点、Ｐｅ１ｎ，Ｐｅ２ｎ…追加外縁点、Ｗ１…走行可能幅、δ…移動量。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】